高校化学から少しはみでた質問だと思います

質問

高校化学の無機化学ハロゲン化水素の質問です。
ハロゲン化水素HXのハロゲン化物Ｘ^-が大きいほど電子の非局在化により
イオンの安定性が大きくなり、Ｈ^＋を取り入れにくくＨＸの酸性が強まる。
これがハロゲン化水素の中での酸性の強さの差が出来る理由だと参考書に
あるのですが、この意味がよくわかりません。電子の非局在化という言葉
は調べてわかるのですが、ハロゲン化物が大きくなることと安定化との関係
がよくわかりません。電子数が多いほど非局在化が強まったり弱まったりして安定化するのでしょうか？

回答No.2

Tacosan · ベストアンサー

非局在性はあんまり関係ないような気がするなぁ.
HX の酸性の強さはもっと簡単に, 原子が大きいほど
・結合距離が長い = 結合が弱くなる
・(イオン) 半径が大きい = 電荷密度が小さくなる
という効果で決まると思えばだいたいあってる.
さらに, HF に関しては分極が大きく, 水素結合によってむしろ水素が離れにくくなっちゃっている (室温では気体だけどほぼ (HF)2 として振る舞うみたい).
結局, pKa は HI < HBr < HCl < (ここまで強酸) < HF となります.

お礼

わかりました。どうもありがとうございます。

回答No.4

ichiro-hot

＃１です
自分にも誤解が有ったようです。＃２・＃３さんのデータの通り、
　　pKa は HI < HBr < HCl < (ここまで強酸) < HF
です。（ｐKaは小さいほど酸性度が強い）

＃３さんのように非局在化という言葉を解釈すればよろしいかと・・・
そのときには文章に矛盾はなくなりますね。

●『電子の非局在化』；
　『１つの原子核に束縛されていた電子が他の原子核の周囲にも存在するようになる』（ ベンゼン環のπ共役系の形成など）時に使う言葉なので、少し混乱します。「１つの原子核」周りの現象に「非局在化」という言葉は使わないのでは？と思います。＃１で触れたように、「電気陰性度」「電子親和力」の使用を避ける工夫ではないでしょうか？普通の考え方は＃２さんが記載内容の通りです。
>>電子数が多いほど非局在化が強まったり弱まったりして安定化する？
　その通りです。分子内部の電子の分布の仕方が原子や分子の安定性、反応性を決定します。ただ、物理の量子力学は万能ではなく、天文学でも３体問題が厳密に解けないように、多電子系では厳密な解はなく、どうしても『近似計算』になる。計算によらず実験で求めた実測値やさまざまな実験事実をまとめた経験則のほうが有効なことが有るわけです。
　電気陰性度やイオン化エネルギー、電気陰性度などは原子・分子の理論と実測地を結びつけ、原子や分子の内部の電子分布を簡単に求めるとても有効な方法です。

回答No.3

owata-www

電子の非局在化というのは脱プロトンしたハロゲン化物イオンの安定性のことを言っています

原子が大きいほどＸ^-の－１の電荷が非局在化する（という表現は非常に微妙な気がするんですが）ということです　

そして
ＨＸ⇔Ｈ^+ + Ｘ^-
で、Ｘ^-が安定なほど平衡は右に移動します

よって、原子番号が大きいハロゲン化水素ほど酸性の強さは強くなります

が、そんなことは大学で習うので、今は＃２さんの仰るように考えればよいでしょう

参考までに、pKa
ＨＦ＝３．１４、ＨＣl＝－８．０、ＨＢr≒－９、ＨＩ＝－１０
らしいです

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8F%E3%83%AD%E3%82%B2%E3%83%B3

お礼

そうすることにします。どうもありがとうございました。

回答No.1

ichiro-hot

>>高校化学から少しはみでた質問だと思います
　そうですね、大学入学後、一番最初に習ったような記憶が有ります。
●次の「大きい」は間違いでは？
>>ハロゲン化水素HXのハロゲン化物Ｘ^-が「大きい」ほど
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑　
１）「なに」が大きいのですか？；原子番号では？
２）実際には原子番号が「小さい」では？

　原子番号が「小さい」＝イオンが「小さい」≒電子をひきつける力が強い
となるのですけれど・・・
「電子の非局在化」；間違いではないのですが、別により適切な「電気陰性度」や「電子親和力」という言葉が有るのですが、現行の教育課程では「過度に高度な取り扱い」は避けるとして、使わないようにしてあるのだろうと思います。

●酸性の強さはHFで例外的に弱酸になります。
　同一濃度の比較から、酸性の強さは
　　　HCｌ＞HBｒ＞HI（ここまで強酸）＞HF（弱酸）
　のはずです。この例外について触れていませんがその点はどうでしょう？

以上の点、確認して下さい。

お礼

電気陰性度、電子親和力も書いてあります。酸性の強さは大丈夫です。
ありがとうございました。